Pakolliset opinnot
FY1 + FY2 Fysiikka luonnontieteenä (2 op)
Opintojaksolla opiskelija saa kuvan fysiikan kokeellisesta luonteesta ja tutustuu kvantitatiiviseen mallintamiseen. Keskeisenä näkökulmana on, miten uutta tietoa rakennetaan tekemällä havaintoja ja kokeita fysiikalle ominaisella tavalla. Opintojaksolla perehdytään siihen, miten energiaa tuotetaan, siirretään ja käytetään sekä mitä vaikutuksia näillä toiminnoilla on ympäristöön, yhteiskuntaan ja ihmisten hyvinvointiin. Keskeisenä näkökulmana on energian käsitteen ilmeneminen näissä yhteyksissä sekä se, miten energian käsite jäsentää ja täsmentää aiheesta käytävää keskustelua ja siihen liittyviä näkemyksiä.
Yleiset tavoitteet
- tutustuu fysiikkaan systemaattisena, kokeellisuuteen nojautuvana tieteenä
- tutustuu aineen rakenteen ja maailmankaikkeuden mittasuhteisiin
- tutustuu fysiikassa käytettäviin tiedonhankintamenetelmiin
- osaa suunnitella ja toteuttaa yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita
- saa kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa ja sen opiskelua kohtaan
- perehtyy energiaan fysiikan keskeisenä käsitteenä
- tuntee eri energialajeja ja energiantuotantotapoja
- osaa vertailla eri energiantuotantotapoihin ja niiden ympäristövaikutuksiin liittyviä suuruusluokkia
- saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon kestävän energiatalouden näkökulmasta.
Keskeiset sisällöt
- suure ja yksikkö sekä SI-järjestelmä
- mittaaminen, tulosten kerääminen, niiden esittäminen graafisesti ja luotettavuuden arviointi
- graafinen malli ja lineaarinen malli
- yksinkertaisen kokeellisen tutkimuksen suunnitteleminen ja toteutus
- energialajit, energian säilyminen ja muuntuminen
- energian tuotanto, teho, hyötysuhde ja energian siirtäminen
- energiantuotannon vaikutus ympäristöön ja ilmastonmuutokseen
Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: liikeilmiöt, tiheysmittaukset, kemiallinen energia energialähteenä, kansallinen energiantuotanto ja -kulutus sekä energian käyttö kotitalouksissa.
Ensimmäisellä opintojaksolla harjoitellaan taitoja, joita opiskelija hyödyntää myöhemmissä opinnoissaan:
Tutkimisen taidot
- mittaaminen, tulosten kerääminen
- tulosten esittäminen graafisesti
- mittausmenetelmän ja mittaustulosten luotettavuuden arviointi
- tutkimuksen suunnittelu ja toteutus
- tutkimuksen dokumentointi
- lähdemateriaalin käyttö
- kysymysten muodostaminen
- kaavioiden tulkitseminen (esim. prosessikaavio)
- suoran sovittaminen ja suoran yhtälön tulkinta
- tiedon haku ja tietolähteiden luotettavuuden arviointi
- suoraan verrannollisuus (esim. s = vt, v = gt, m = ρV)
- kulmakertoimen määrittäminen kuvaajasta
- suureen ratkaiseminen lineaarisesta mallista
- yksikkömuunnokset
- merkitsevät numerot
- kymmenpotenssit ja etuliitteet
- uuden matemaattisen mallin käyttö (esim. aineistosta löytyvän yksinkertaisen lain käyttö ohjeen mukaan)
Laaja-alainen osaaminen
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueista opintojaksolla painottuvat vuorovaikutusosaaminen ja yhteiskunnallinen osaaminen. Laaja-alaista osaamista voidaan vahvistaa opintojaksolla esimerkiksi ryhmätyöskentelyllä ja tekemällä mediaseurantaa. Laaja-alaista osaamista arvioidaan ryhmätöiden kautta kykynä osallistua yhteiskunnalliseen keskusteluun.